CN103216662A - 一种电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁阀，电磁阀在副阀杆与导向座之间设有一个用于防止气体向上进入的密封O形圈，阻止了高压气体进入电磁铁内腔，保护电磁铁内腔不受工作介质的污染，防止工作过程中介质多余物进入电磁铁内腔造成衔铁卡死，降低磨损，有利于提高产品寿命；同时由于在副阀芯上下设置了平衡腔和储压腔，利用副阀上下气压力平衡因素，更大程度上减少了电磁铁设计负担，降低了产品的重量，结构更紧凑，功能更完善；解决了在系统压力升高时副阀密封力增大，破坏副阀密封面，导致密封失效的问题，该电磁阀的结构提高了产品的寿命和可靠性。

Description

一种电磁阀

技术领域

本发明属于阀门领域，具体涉及一种电磁阀。

背景技术

中国专利申请号为201110263645.0的公开文件公开了一种电磁阀，包括主阀和先导阀，主阀包括阀座、容置于阀座内并可作轴向运动的活塞，阀座上设置有与内腔连通的输入孔、输出孔和先导阀安装孔；先导阀安装孔位于阀座内腔的上端，其中心线与活塞运动方向同向，输出孔孔口位于阀座内腔的底面并与活塞下端端面正对；活塞包括上端部和下端部，下端部直径小于上端部，下端部封盖于输出孔孔口，上端部设置有一个凹槽，凹槽底部设置与阀座输出孔连通的活塞阀孔；先导阀包括弹簧、线圈和安装于先导阀安装孔内的导向套筒、分设于导向套筒内腔上、下端的静铁芯、动铁芯，线圈套装于导向套筒外表面，导向套筒下端口部设置有限位挡圈，限位挡圈中心为通孔，动铁芯下端的直径小于动铁芯主体的直径，动铁芯下端端部设有有阀芯，静铁芯固定安装于导向套筒内腔上端，动铁芯下端穿过限位挡圈而可以密封活塞阀孔，动铁芯设置有贯通的轴向阶梯通孔和横向孔，弹簧设置于阶梯通孔上段并与静铁芯接靠。由于导向套筒和动铁芯之间为滑动配合，故存在一定的间隙，这种结构使高压介质进入了电磁铁内腔，造成了电磁铁内腔的污染，同时也使得衔铁容易磨损，引起衔铁卡死，降低了产品的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种电磁阀，以解决现有电磁阀高压介质进入电磁铁内腔，造成了电磁铁内腔的污染问题。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种电磁阀，主要由阀体及阀体内设置的电磁铁组件和阀门组件组成，阀门组件包括主阀和副阀，主阀包括设置于阀体内的主气道及用于启闭主气道的主阀芯，所述阀体内还设有与主气道进口相通的先导进气道和与主气道出口相通的设于主阀芯中的先导出气道，所述副阀包括沿上下方向导向移动装配于阀体中的副阀杆及副阀杆下端固连的用于开闭先导出气道的副阀芯，副阀杆上端与电磁铁组件的输出端传动连接，所述阀体中一体或者与之密封装配有导向座，导向座中开设有供副阀杆沿上下方向穿设的导向孔，导向座与主阀芯之间具有连通所述先导进气道和先导出气道的副阀腔，所述副阀芯装配于副阀腔中，副阀芯具有用于使其在副阀腔中的上下压力平衡的、朝向上下相反的上承压面和下承压面，所述副阀杆与导向座的导向孔之间设有用于防止气体向上通过的密封O形圈，副阀芯的下承压面与主阀芯之间具有供主气道的气体进入的储压腔，所述副阀芯的上承压面与密封O形圈之间具有用于与储压腔内压力平衡的平衡腔，副阀芯中或副阀芯与副阀腔之间设有供储压腔与平衡腔连通的空隙。

所述副阀芯为上大下小的阶梯轴，所述大轴的上端面为上承压面，所述大轴与小轴之间的阶梯面及小轴的下端面与储压腔连通的部分为副阀芯的下承压面。

所述述副阀芯的小轴端面上设有一个凹槽，凹槽内嵌装有一个副密封垫。

在所述导向座外周面与阀体的安装孔内壁之间也设有一个用于防止气体通过的O形圈。

所述的先导进气道为设于主阀芯外周面与安装孔内壁之间的气隙，所述的先导出气道为设于主阀芯内连通储压腔与主气道出口的贯通孔，所述的副阀导向滑动安装于储压腔内，该副阀的一端与电磁铁组件传动连接，另一端与所述贯通孔在主阀芯上的进口通过密封结构启闭配合。

所述的主气道中设有与主阀芯启闭配合的阀口，在主阀芯下端面设有一个周向的凹槽，在所述凹槽内嵌套有与阀口密封配合的主密封垫，所述主阀芯下端中心处凸设有穿过所述主密封垫的凸台，所述贯通孔延伸贯通该凸台。

所述主阀芯与密封垫之间设有一道O型密封圈。

在所述储压腔内位于主阀芯上的贯通孔的进口处凸设有凸台，该凸台构成与副阀芯对应启闭配合的副阀口。

在所述阀体内位于主气道的进口段和出口段气道之间设有环形凸台，该凸台构成与主阀芯启闭配合的主阀口。

所述主阀芯的外周面上沿轴向间隔布设有用于减缓气流速度的阻尼环。

本发明的电磁阀在副阀杆与导向座之间设有一个用于防止气体向上进入的密封O形圈，阻止了高压（30Mpa）气体进入电磁铁内腔，保护电磁铁内腔不受工作介质的污染，防止工作过程中介质多余物进入电磁铁内腔造成衔铁卡死，降低磨损，有利于提高产品寿命；同时由于在副阀芯上下设置了平衡腔和储压腔，利用副阀上下气压力平衡因素，更大程度上减少了电磁铁设计负担，降低了产品的重量，结构更紧凑，功能更完善；解决了在系统压力升高时副阀密封力增大，破坏副阀密封面，导致密封失效的问题，该电磁阀的结构提高了产品的寿命和可靠性。

附图说明

图1为本发明电磁阀的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明进一步说明。

如图1所示为本发明的电磁阀的结构图，由图可知，该电磁阀主要由阀体及阀体内设置的电磁铁组件和阀门组件组成。其中，电磁铁组件包括竖向设置的中心套筒4、径向围设于中心套筒4外围的线圈2、轴向滑动装配在中心套筒4内的衔铁5及安装在中心套筒4内上端用于与衔铁5上行时挡止配合的挡块1，在衔铁5和挡块1结合处均在各自端面的中心轴向开设有盲孔，盲孔内设有与挡块1顶压配合的弹簧3。

阀门组件包括主阀和与电磁阀组件传动连接用于控制主阀通断的副阀，主阀包括设置于阀体内的主气道及对应导向滑动装配于阀体安装孔内用于启闭主气道的主阀芯24；阀体内还设有与主气道进口相通的先导进气道和与主气道出口相通的设于主阀芯中的先导出气道，副阀包括沿上下方向导向移动装配于阀体中的副阀杆及副阀杆6下端固连的用于开闭先导出气道的副阀芯11，副阀杆上端与电磁铁组件的输出端（即衔铁5）传动连接，副阀芯11安装于先导进气道与先导出气道之间以用于控制两者通断。阀体中一体或者与之密封装配有导向座25，导向座中开设有供副阀杆6沿上下方向穿设的导向孔，该导向座25被主阀芯与中心套筒4轴向限位固定；导向座与主阀芯之间具有连通先导进气道和先导出气道的副阀腔，副阀芯11装配于副阀腔中，副阀芯具有用于使其在副阀腔中的上下压力平衡的、朝向上下相反的上承压面和下承压面，副阀杆6与导向座25的导向孔之间设有用于防止气体向上通过的密封O形圈7，副阀芯的下承压面与主阀芯之间具有供主气道的气体进入的储压腔14，副阀芯的上承压面与密封O形圈7之间具有用于与储压腔内压力平衡的平衡腔10，副阀芯中或副阀芯与副阀腔之间设有供储压腔与平衡腔连通的空隙。

本实施例中，主气道由开设于阀体相对两侧的进气口和出气口及连接在进气口与出气口之间、相互连通的进口段气道22和出口段气道23组成；在阀体内位于主气道的进口和出口气道间设有凸台21，该凸台构成与主阀芯启闭配合的主阀口；先导进气道为设置于主阀芯24外周面与阀体安装孔内壁之间的气隙，先导出气道为设于阀芯24中与阀体的出口段气道23相通的贯通孔16。本实施例的副阀芯11为上大下小的阶梯轴，大轴的上端面为上承压面，大轴与小轴之间的阶梯面及小轴的下端面与储压腔连通的部分为副阀芯的下承压面。副阀芯小轴的下端面与贯通孔16在主阀芯24上的进口通过密封结构启闭配合。副阀芯11导向滑动装配于储压腔内设置的导向座25中并与主阀芯24上贯通孔16位于储压腔内的进口启闭配合。

本实施例中，电磁铁组件中的中心套筒4、衔铁5与副阀杆7、副阀芯11、主阀芯24和阀体安装孔均同轴设置。在储压腔内位于主阀芯24上的贯通孔16的进口处凸设有凸台17，该凸台构成与副阀芯11对应启闭配合的副阀口，副阀芯的小轴端面上设有一个凹槽，凹槽内嵌装有一个副密封垫15，副阀芯11通过副密封垫15与主阀芯24上的副阀口启闭配合。

为了提高该电磁阀的密封性和稳定性，在导向座25外周面与阀体的安装孔内壁之间也设有一个用于防止气体通过的O形圈12和一个限位挡圈13。主气道中设有与主阀芯启闭配合的阀口，在主阀芯下端面设有一个周向的凹槽，在凹槽内嵌套有与阀口密封配合的主密封垫20，主阀芯下端中心处凸设有穿过所述密封垫的凸台，贯通孔延伸贯通该凸台。为防止气流从该主密封垫20与主阀芯24相结合的端面之间渗漏，在主阀芯与密封垫之间也设有一道O型密封圈19，以避免气流渗漏对先导阀的正常工作产生影响。

在副阀杆6与导向座25之间设置的密封O形圈7上端设置一个挡圈9，在密封O形圈下方平衡腔上方设置一个密封块8，进一步防止高压气体向上进入电磁铁内腔。

为减缓主阀芯24外周面与安装孔内壁面之间气隙中气流的速度，提高该分别电磁阀的使用可靠性，本实施例中，主阀芯的外周面上沿轴向间隔布设有用于减缓气流速度的阻尼环18，通过阻尼环18对气流的阻挡作用，进一步的保证了先导进气道中气流的速度小于先导出气道的气流速度，从而进一步的提高了该先导式电磁阀的使用可靠性。

在闭阀状态下，如图1所示，电磁铁组件的线圈2不通电，衔铁5在弹簧3作用下下行推动副阀芯11关闭贯通孔16在主阀芯24上的阀口，此时的由阀体上进气口进入的高压气在主气道相应进口段22内分为两路，一路作用在主阀芯24的下端面上对主阀芯24施加轴向向上的力，另一路通过由主阀芯24外周面与安装孔内壁面之间气隙构成的先导进气道进入储压腔14内，并且气体进一步从储压腔进入平衡腔10。由于主阀芯24上由贯通孔16构成的先导出气道被副阀芯11关闭，由进气口21流入的高压气在储压腔14和平衡腔10内形成平衡。副阀杆7与导向座25之间的密封O形圈7一方面阻止了高压（30Mpa）气体进入电磁铁内腔，另一方面平衡了副阀杆6的受力，电磁阀在密封状态下，副阀在高压力下形成上下面压力平衡，只有经衔铁5和副阀传递过来的由弹簧3产生的弹簧力提供副阀的密封，主阀芯24上受到的作用力的合力向下，使主阀芯24压紧在主气道内相应设置的主阀口上，保持关闭状态。电磁铁打开只需克服弹簧力，使得该结构能用于更高的压力中（最高可达35Mpa）。副阀杆密封面直径为Ф4，主阀上端的密封面宽度也为Ф4，如果没有该O形圈的设置在30Mpa时，副阀受向下的气压力为

即在没有O形圈作用下会需更大的电磁铁，较小的电磁铁根本无法达满足要求。该电磁阀在关闭状态下时，副阀所受气压力处于平衡状态，副阀的密封力由弹簧力提供，若系统压力瞬时升高，副阀密封力不会变化。

当电磁铁组件通电后，进口压力为30MPa时，通电电磁线圈产生电磁力，克服弹簧3的弹簧力，吸引衔铁5向上运动，衔铁5带动副阀向上运动，主阀芯24中的贯通孔16被打开，积聚在储压腔14和平衡腔10内的高压气迅速通过该贯通孔16流入主气道的相应出口段23中，从而使储压腔和平衡腔泄压，由于流过主阀芯24外周面与安装孔内壁面之间气隙的横截面积要小于主阀芯24中由贯通孔16构成的先导出气道的横截面积，因此先导进气道中气流的流入速度要小于先导出气道中气流的流出速度，从而减缓了储压腔和平衡腔内气体的补充，此时气压作用在主阀芯24上端面上的压力要小于其作用在主阀芯24下端面的压力，因此主阀芯24上下端面上受到的气压压力的作用力的合力轴向向上，从而推动主阀芯24上行打开主气道，则电磁阀打开，给气囊充气。

充气完成后，电磁铁组件断电后，进口压力降低，线圈2失电吸力消失，衔铁5在弹簧3的弹力的作用下迅速推动副阀芯11下行关闭主阀芯24中的贯通孔16，使气压重新在储压腔和平衡腔内积聚，从而使主阀芯24下行关闭主气道，电磁阀进出口关闭。

Claims (10)

1.一种电磁阀，主要由阀体及阀体内设置的电磁铁组件和阀门组件组成，阀门组件包括主阀和副阀，主阀包括设置于阀体内的主气道及用于启闭主气道的主阀芯，所述阀体内还设有与主气道进口相通的先导进气道和与主气道出口相通的设于主阀芯中的先导出气道，所述副阀包括沿上下方向导向移动装配于阀体中的副阀杆及副阀杆下端固连的用于开闭先导出气道的副阀芯，副阀杆上端与电磁铁组件的输出端传动连接，其特征在于：所述阀体中一体或者与之密封装配有导向座，导向座中开设有供副阀杆沿上下方向穿设的导向孔，导向座与主阀芯之间具有连通所述先导进气道和先导出气道的副阀腔，所述副阀芯装配于副阀腔中，副阀芯具有用于使其在副阀腔中的上下压力平衡的、朝向上下相反的上承压面和下承压面，所述副阀杆与导向座的导向孔之间设有用于防止气体向上通过的密封O形圈，副阀芯的下承压面与主阀芯之间具有供主气道的气体进入的储压腔，所述副阀芯的上承压面与密封O形圈之间具有用于与储压腔内压力平衡的平衡腔，副阀芯中或副阀芯与副阀腔之间设有供储压腔与平衡腔连通的空隙。

2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于：所述副阀芯为上大下小的阶梯轴，所述大轴的上端面为上承压面，所述大轴与小轴之间的阶梯面及小轴的下端面与储压腔连通的部分为副阀芯的下承压面。

3.根据权利要求2所述的电磁阀，其特征在于：所述述副阀芯的小轴端面上设有一个凹槽，凹槽内嵌装有一个副密封垫。

4.根据权利要求3所述的电磁阀，其特征在于：在所述导向座外周面与阀体的安装孔内壁之间也设有一个用于防止气体通过的O形圈。

5.根据权利要求4所述的电磁阀，其特征在于：所述的先导进气道为设于主阀芯外周面与安装孔内壁之间的气隙，所述的先导出气道为设于主阀芯内连通储压腔与主气道出口的贯通孔，所述的副阀导向滑动安装于储压腔内，该副阀的一端与电磁铁组件传动连接，另一端与所述贯通孔在主阀芯上的进口通过密封结构启闭配合。

6.根据权利要求5所述的电磁阀，其特征在于：所述的主气道中设有与主阀芯启闭配合的阀口，在主阀芯下端面设有一个周向的凹槽，在所述凹槽内嵌套有与阀口密封配合的主密封垫，所述主阀芯下端中心处凸设有穿过所述主密封垫的凸台，所述贯通孔延伸贯通该凸台。

7.根据权利要求6所述的电磁阀，其特征在于：所述主阀芯与密封垫之间设有一道O型密封圈。

8.根据权利要求6所述的电磁阀，其特征在于：在所述储压腔内位于主阀芯上的贯通孔的进口处凸设有凸台，该凸台构成与副阀芯对应启闭配合的副阀口。

9.根据权利要求6所述的电磁阀，其特征在于：在所述阀体内位于主气道的进口段和出口段气道之间设有环形凸台，该凸台构成与主阀芯启闭配合的主阀口。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的电磁阀，其特征在于：所述主阀芯的外周面上沿轴向间隔布设有用于减缓气流速度的阻尼环。

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